Skip to main content
SUPERVISOR
S.Hassan Ghaziaskar,Hossein Chiniforoushan,Mohammad taghi Jafari
سیدحسن قاضی عسگر (استاد راهنما) حسین چینی فروشان اصفهانی (استاد مشاور) محمد تقی جعفری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kamal Azadkish
کمال آزادکیش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
The purpose of this project is oxygen removal from nitrogen gas stream to use in various applications. It is important especially for gas chromatography, to remove oxygen to prevent any damage to chromatographic columns and increasing its lifetime. Negative corona discharge-ion mobility spectrometry (NCD-IMS) was employed for determination of oxygen in gas streams. The limit of detection and linear dynamic range with high correlation coefficient (r 2 = 0.9997), were obtained for oxygen gas as 8.5 and 28-14204 ppm, respectively. The relative standard deviations of method for intraday and interday were obtained 4 and 11 %, respectively. Suitable oxygen scavengers such as MnO and Cu powder were prepared and after testing, the optimum temperature of the reactor containing the compounds for MnO and Cu powder, were obtained as 180 and 230 °C , respectively. Lifetimes of these compounds were evaluated at their optimum temperature. Due to higher lifetime of copper powder, it was chosen as the suitable oxygen scavenger. To prevent agglomeration of copper powder and to increase its surface area and its performance at lower temperatures catalysts of copper on different supports such as bentonite, alumina and silicon dioxide prepared. After evaluating the efficiency of these catalysts, the silicon dioxide was chosen as the best support. Catalyst particle size was chosen so that the problem of back pressure in high flow rate of gas does not exist. In order to optimize the concentration of copper, lifetime of catalysts to contain 20, 30, 40, 50, 60 and 90 % of copper supported on silicon dioxide were evaluated. After testing the catalysts, it was found that the catalyst containing 50% copper has the highest performance. The effectiveness of optimized catalyst was investigated at different temperatures of 50, 100 and 150 . The results showed that with temperature increase, the lifetime of the catalyst was also increased. The BTS commercial catalyst was also used to evaluate its performance in the removal of oxygen. The lifetime of BTS catalyst was also investigated at three different temperatures of 50, 100 and 150°C. Various methods such as, ICP, XRF, FT-IR, and CHNS were used to determine its nature. According to the results of ICP and XRF, the highest metal content of commercial catalyst was Cu, silica and magnesium. To determine the commercial catalyst surface area and optimized catalyst, BET method was used for both catalysts. The surface area obtained for Cu catalyst and commercial catalyst respectively, 114 and 117 square meter per gram.
هدف از این پروژه حذف گاز اکسیژن از جریان گاز نیتروژن به‌منظور به‌کارگیری آن در کاربردهای گوناگون می‌باشد. از آنجا که گاز اکسیژن موجود در جریان گاز نیتروژن سبب تخریب ستون های کروماتوگرافی گازی می شود، در این کار تحقیقاتی سعی شده است تا با انتخاب یک ترکیب اکسیژن گیر مناسب و استفاده از آن به عنوان یک تله اکسیژن‌گیر قبل از ورود گاز نیتروژن به ستون کروماتوگرافی، از تخریب این ستون ها جلوگیری و طول عمر آنها را افزایش داد. به‌منظور آنالیز گاز اکسیژن و تعیین مقدار حذف اکسیژن توسط ترکیبات اکسیژن گیر، از دستگاه طیف سنج تحرک یونی با منبع تخلیه کرونا در پلاریته منفی استفاده شد. حد تشخیص دستگاه (LOD) برای گاز اکسیژنppm 5/8 و حد کمی کردن (LOQ) نیزppm 28 به‌دست آمد. انحراف استاندارد نسبی برای گاز اکسیژن در طول یک روز 4 و در طول چند روز متوالی 11 درصد به‌دست آمد. محدوده‌ی خطی دستگاه نیز ppm 14204-28 با ضریب همبستگی 9997/0r 2 = به‌دست آمد. به‌منظور حذف اکسیژن موجود در جریان گاز، ابتدا ترکیبات اکسیژن‌گیر مناسب مثل منگنز (II) اکسید و پودر مس تهیه شد. پس از آزمودن، دمای بهینه محفظه حاوی این ترکیبات برای منگنز (II) اکسید و پودر مس به‌ترتیب 180 و230 درجه سانتیگراد به‌دست آمد. طول عمر این ترکیبات در دمای بهینه آنها سنجیده شد. از آن‌جایی که پودر مس نسبت به منگنز (II) اکسید دارای طول عمر بیشتری بود به‌عنوان ‌ترکیب اکسیژن‌گیر مناسب انتخاب شد. به‌منظور جلوگیری از کلوخه‌شدن پودر مس، افزایش سطح آن و افزایش کارایی آن در دماهای پایین‌تر، جاذب‌هایی از مس بر روی بسترهای متفاوت بنتونیت، آلومینا و سیلیکا ساخته شد. پس از سنجش میزان کارایی این جاذب های ساخته شده، سیلیکا به عنوان بهترین بستر انتخاب شد. اندازه ذرات جاذب‌ها نیز به نحوی انتخاب شد که مشکل فشار برگشتی را در زمان عبور گاز با سرعت جریان های بالا نداشته باشند. به‌منظور بهینه‌سازی درصد مس موجود در جاذب، جاذب‌هایی با محتوی 20، 30، 40، 50، 60 و 90 درصد مس بر پایه‌ی سیلیس ساخته شد. پس از آزمودن جاذب‌ها، مشخص شد که جاذب مس/سیلیس با محتوی 50 درصد مس بیش‌ترین کارایی را دارد.کارایی این جاذب تهیه شده در دماهای مختلف 100،50و150 درجه سانتیگراد سنجیده شده است که متناسب با افزایش دما طول عمر جاذب بیشتر می‌شد. در این کار تحقیقاتی از کاتالیزور تجاری BTS جهت سنجش کارایی آن در میزان حذف اکسیژن استفاده شد. کارایی این کاتالیزور تجاری در سه دمای 50، 100 و150 درجه سانتیگراد سنجیده شد و با جاذب مس تثبیت شده روی بستر سیلیس برای هر دما به‌صورت جداگانه مقایسه شد. تجهیزاتی از جملهICP, XRF, IR CHNS, به‌منظور تشخیص ماهیت آن و پی‌بردن به اجزای موجود در آن به‌کار گرفته شد. بر اساس نتایج آنالیز و مطابقت داشتن نتایج آنالیزهای ICP وXRF مشخص شد که بیش‌ترین درصد تشکیل دهنده کاتالیزور تجاری، مس و پس از آن سیلیس و منیزیم می‌باشد. به‌منظور بررسی مساحت سطح کاتالیزور تجاری و جاذب بهینه شده، از روش BET استفاده شد، میزان مساحت سطح این دو جاذب به ترتیب 117و 114 متر مربع به ازای هرگرم به دست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی